淺談智能表的一些常見故障及原因分析

陳嵐

(臺州市計量技術研究院,浙江臺州 317000)

淺談智能表的一些常見故障及原因分析

陳嵐

(臺州市計量技術研究院,浙江臺州 317000)

對智能表的一些常見故障及原因分析,對于減少計量糾紛和提高智能電表運行質量。

智能表 故障 原因分析

1 引言

伴隨著堅強智能電網建設在中國的全面實施，智能電表的需求量與日俱增。由于對智能電表的相關功能缺乏了解，計量糾紛投訴事件逐步上升，現結合智能電表的功能特點對智能電表的故障類型及原因進行探討、分析，對于減少計量糾紛和提高智能電表運行質量十分必要。

2 智能電表的功能特點

(1)誤差要求全面提高：范圍變寬，1級表小電流到1%，大電流10倍過載；更加嚴格的啟動潛動要求；誤差的一致性；誤差變差(重復性)；負荷電流升降變差；影響量的誤差要求。

(2)全新的可靠性要求：引入可靠性設計驗證；可靠性試驗；可靠性統計管理要求。

(3)EMC指標提高：新增了兩個試驗項目：射頻場感應的傳導、衰減振蕩波試驗。

(4)環境要求更高：低溫要求提高到-40℃，高溫提高到70℃。

(5)型式的統一：每一種類型的電能表的型式都進行了統一。

(6)智能電表功能的擴展：全面推行費控功能，確保電費有效回收；全面推廣分時功能，為提高用電能效服務；預留階梯電價方案，為節能服務；多種凍結方案，實現及時回收電費；事件記錄擴展較大，利于故障分析和及時處理(失壓、斷相、失流、掉電、全失壓、電流不平衡、電壓逆相序、電流逆相序、開表蓋、開端鈕蓋、電量清零、需量清零、編程、各相過負荷等)。

3 智能電表的常見故障類型

(1)電表故障類：控制回路錯誤、ESAM錯誤、內卡初始化錯誤、時鐘電池電壓低、內部程序錯誤、存儲器故障或損壞、時鐘故障；(2)電表事件類：過載、電流嚴重不平衡、過壓、功率因數超限、超有功需量報警事件、有功電能方向改變；(3)電表狀態類：此類異常一旦發生需要在顯示的循環顯示的第一屏插入顯示該異常代碼。目前此類異常只有停電顯示電池欠壓、透支狀態兩種，但是目前這兩種異常均有液晶提示符號，因此不另外定義；(4)IC卡類：認證錯誤、ESAM驗證失敗、客戶編號不匹配、充值次數錯誤、購電超囤積、現場參數設置卡對本表已經失效、修改密鑰錯誤等等。

4 智能表的故障類型分類

(1)智能表按故障性質分：機械故障、電子故障、工藝故障、軟件故障、使用故障等。(2)智能表按故障原因分：電源故障、計量故障、費控故障、顯示故障、存儲故障、通信故障、主控故障、時鐘故障等。

5 智能表的故障分析手段及方法

(1)故障分析手段：電壓測量、電流測量、電阻測量、波形測量、短路、開路。

(2)故障分析方法：觀察法、除塵法、振動法、排除法、比較法、替換法。

6 智能表的常見故障及原因分析

(1)顯示故障：故障現象：LCD黑屏、LCD缺劃、花屏、顯示數據錯、鍵顯出錯等。原因分析：LCD驅動片、液晶屏、輪顯鍵顯按鍵、背光板及相關器件故障；液晶管腳未插好或虛焊；表計受強電磁場干擾，或單片機損壞；背光燈不亮或亮度不夠，背光電路焊接錯誤等等。

(2)計量故障：故障現象：不計量、無脈沖輸出與指示、電能計量誤差出錯、電能計量誤差超差、電壓、電流有效值出錯、脈沖輸出與表計常數不一致、電量突變、需量計量出錯等。原因分析：采樣電路器件、計量芯片、脈沖驅動電路及相關器件故障；虛焊、脫焊、短路現象、線路板工藝質量；錯接線、大電流；引線、端子接觸不良；電源故障、主CPU故障、存儲器故障、時鐘故障等這些都有可能引起計量故障；還有就是表計在運輸過程中劇烈震動造成的元器件損壞，現場運行環境惡劣造成的采格電阻值老化，電阻阻值偏移，這些都有可能導致誤差超差。

(3)電源故障：故障現象：表計上電無反應、抄表電池欠壓、時鐘電池欠壓。原因分析：電源電路、整流濾波電路、上電復位電路、掉電檢測故障、電池及相關器件故障；錯接線、電池安裝方向；引線、端子接觸不良。

(4)主控故障：故障現象：表計上電無反應、時鐘出錯、報警出錯、多功能輸出口無輸出、數據不能凍結、費率不能切換。原因分析：主CPU及外圍、報警電路、時鐘電路、多功能端輸出電路及相關器件故障；主控處理模塊、費率處理模塊、凍結處理模塊等相關軟件；費率、凍結、報警等相關參數配置；引線、端子接觸不良；電源故障、存儲器故障。

(5)存貯故障：故障現象：事件數據亂、計量數據亂；參數亂。原因分析：EEPROM、FLASH及相關器件故障；虛焊、短路、開路；軟件可靠性、壽命處理；電源故障及主CPU故障。

(6)通信故障：故障現象：不通信、單向通信。原因分析：RS485芯片、驅動光耦及電阻、紅外收發電路、載波接口及相關器件故障；通信初始化、處理、自檢自恢復；表地址、通信參數、權限、RS485接線。

(7)費控故障：故障現象：臺體上電電流報警、繼電器不跳閘、繼電器不合閘、認證失敗、卡操作無反應。原因分析：ESAM、繼電器、驅動電路、卡接口電路及相關器件故障；費控模塊軟件；保電、分散因子、密鑰體系、延時時間、插卡方向、大電流；引線、端子接觸不良。

7 智能表的典型故障分析案例

(1)控制故障分析：1)軟件流程：系統認證、發送控制命令(合閘、跳閘、保電)、規約處理、數據解密、控制處理、輸出控制信號、狀態指示、控制檢測、異常處理；2)故障分析思路：①判斷系統與電表是否通信正常？②判斷系統密鑰是否一致？③判斷控制軟件處理是否正常？④判斷控制驅動電路及電源是否正常？⑤判斷控制繼電器是否正常？

(2)計量故障分析：1)軟件流程：計量參數下載(從存儲器讀取計量參數并下載到計量芯片)、電測量參數讀取、處理、存儲、電量數據讀取、處理、存儲、滑差需量與最大需量計算、處理、存儲、計量芯片檢測與異常處理。2)故障分析思路：①判斷計量脈沖輸出與指示是否正常？②判斷計量芯片是否正常？③判斷計量取樣回路是否正常？④判斷計量校表參數下載是否正常？⑤判斷計量與CPU接口及電源是否正常？⑥判斷存儲器是否正常？⑦判斷計量常數是否一致？

8 結語

通過智能表的故障類型、常見故障及原因分析等研討，熟悉智能表的故障分析方法，找出智能表故障的原因。因此加大對智能電表的質量把關，提高表計的合格率和計量準確性。

[1]JJG596-2012.電子式電能表檢定規程.

[2]陳向群主編.電能計量技能[M].考核培訓教材.